Upload
others
View
4
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
1
Felhő alapú hálózatok (VITMMA02)
Dr. Maliosz Markosz
2018. tavasz
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Cloud computing
2018.tavasz 2
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
A felhő meghatározása » Sokféle meghatározás, pl.
» bárhonnan, bármikor igénybe vehető alkalmazások » technológia igénybevétele használat alapú költséggel » átfogó virtualizációs modell az infrastruktúrától az alkalmazásokig » legtöbbször virtualizált erőforrások Interneten keresztül történő igénybevétele
szolgáltatásként, amelyek dinamikusan skálázhatóak
» National Institute of Standards and Technology (NIST) definíciója /2011. szept./
» „ Cloud computing is a model for enabling ubiquitous, convenient, on-demand network access to a shared pool of configurable computing resources (e.g., networks, servers, storage, applications, and services) that can be rapidly provisioned and released with minimal management effort or service provider interaction.”
» 5 kulcsfontosságú jellemző + 3 szolgáltatás modell + 4 telepítési modell
2018.tavasz 3
» on-demand self-service
» broad network access
» resource pooling » rapid elasticity » measured service
» Software as a Service
» Platform as a Service
» Infrastructure as a Service
» Private cloud » Community cloud » Public cloud » Hybrid cloud
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Mindenre megoldást adó buzzword? » “With the cloud, individuals and small
businesses can snap their fingers and instantly set up enterprise-class services.” -Roy Stephan, 2011
» Cloud computing is really a no-brainer for any start-up because it allows you to test your business plan very quickly for little money.” -Brad Jefferson, Animoto CEO. 2009.
» Larry Ellison, CEO of Oracle » in 2009: „What do you mean by “cloud
computing”?…All the cloud is is computers on a network. Our industry is so bizarre. They just change a term and they think they’ve invented technology….You can’t just come up with a [slogan] like “Let’s call that ‘cloud.” [But] it sure beats innovation.
» in 2014: We think these three product areas — database, cloud applications, and engineered systems — will drive Oracle’s growth in calendar 2014.
2018.tavasz 4
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Felhő alkalmazások
2018.tavasz 5
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Bevezetés » Egyértelmű trend: számítási erőforrások központosítása nagy
adatközpontokban » hasonlóan a villamos erőművekhez
» Szükséges elemek » viszonylag olcsó és széles körben hozzáférhető
hardver eszközök (commodity) » hely, épület » áram, hűtés » hálózat
» Felhő koncepció » hatékonyság költségben, termelékenységben » hálózat sávszélessége
» Korábbi technológiákból átvett funkciók » párhuzamos feldolgozás » elosztott rendszerek » felhasználás-alapú számítástechnika
» Mik a feladatai egy felhővel foglalkozó mérnöknek? » felhő infrastruktúra rendszeres ellenőrzése és fejlesztése » felhő alapú alkalmazások fejlesztése, telepítése, menedzselése » felhő alapú szolgáltatások kialakítása és karbantartása
2018.tavasz 6
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Milyen egy felhő szolgáltatás?
» nincs a tulajdonodban
» szolgáltatás üzemeltetési részleteit a felhasználótól elrejti » nem kell karbantartanod
» nem látod
» használat szerint fizeted (vagy ingyenes)
» igény szerint kiterjeszthető és leredukálható
» skálázható, elasztikus
2018.tavasz 7
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Előnyök
» gyors szerver(park) létesítés
» pl. Amazon Web Services » A fun cloud run: 70,980 cores on AWS for $5,593.94
(http://www.zdnet.com/article/a-fun-cloud-run-70980-cores-on-aws-for-5593-94/)
» nulláról 50 000 magig: 23 perc
» kb. 10 órás futtatás
» 729 TeraFLOPS cluster
» ~ 63. supercomp.
» elemzés és szimul. (MatLab)
2018.tavasz 8
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Technológiák generációi » avagy: mi az új a felhő alapú
rendszerekben? » Adatközpontok fejlődése
» nagygépes (mainframe) éra: kb. 1960-es évektől
» 1 nagygép: központosított számítás és tárolás, időosztásban
» lyukkártya, nyomtató, majd teletype » vékony kliens
» kisgépek (mini) + közöttük LAN, majd szerverek + LAN a kliensek között is: 1980-as évektől
» terminálok és szerverek » elosztott számítás és tárolás
» vállalati adatközpontok (1990-es évek)
» rack szekrényben elhelyezett szerverek
» felhő adatközpontok » tömegcikk hardver » horizontális skálázódás (scale out)
2018.tavasz 9
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
» szerverek közötti forgalom több eszközön keresztül » késleltetés, késleltetés ingadozás
» csomagvesztés » nagy torlódás esetén
» maghálózati útválasztó » komplex, költséges eszköz
Vállalati adatközpont
2018.tavasz 10
Top of Rack (ToR)
kapcsolók
Aggregáló
kapcsolók
Maghálózati
útválasztó
1 GbE
n x 1 v.
10 GbE
10 GbE
Szerver rack
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
» szerverek közötti forgalom kevesebb köztes eszközön halad » lapos(abb) hálózati topológia
» háttértár és adat-hálózat egyben
» maghálózati kapcsoló » egyszerűbb eszköz
Felhő adatközpont
2018.tavasz 11
Top of Rack (ToR)
kapcsolók
Maghálózati
kapcsoló
10 GbE
10 GbE
Szerver rack
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Számítási modellek jellemzői
2018.tavasz 12
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Mozgatóerők » technológiák
» web szolgáltatások és szolgáltatás-orientált architektúra » alacsony szerver kihasználtság virtualizálás
» PC-k, szerverek: 10%-50% » háttértár: 50%
» gyorsabb hálózatok
» nagy tétel – kisebb költség » CPU » szerverek » háttértár
» költségek » áramellátás » hűtés » hálózati hozzáférés
» környezetbarát megoldások » ne legyen üresjárat » koncentrált energiafelhasználás
» első mérföldkőnek tekintik: 2006. hozzáférés megnyitása az Amazon web szolgáltatásokhoz külső fejlesztők számára
» folyamatok és információ kihelyezése (outsourcing) a felhő szolgáltató erőforrásait használva 2018.tavasz 13
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Hasonló koncepciók
» Cluster computing » hasonló (vagy azonos) számítógépek
» ugyanazon a helyen, lokális hálózaton összekötve
» egy erős számítógépként jelennek meg
» Grid computing » önálló, jellemzően különböző számítógépek
» akár különböző fizikai helyen
» elosztott rendszerként működve
» Cloud computing » hasonló (vagy azonos) számítógépek
» jellemzően különböző fizikai helyeken
» szolgáltatás formájában nyújtott erőforrások 2018.tavasz 14
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Hasonló koncepciók összehasonlítása Cluster » szorosan csatolt,
azonos rendszerek (HW és OS)
» központosított feladatkezelés és ütemezés
» dedikált kis késleltetésű és nagysebességű hálózat
» egy adott feladat megoldására
Grid » lazán csatolt,
különböző rendszerek (HW és OS)
» autonóm elemek, saját erőforráskezelővel, elosztott vezérlés
» egy nagyobb feladat osztódik szét
» nagy teljesítményű számítógépek
» Interneten keresztül összekötve
Cloud » állhat azonos és
különböző rendszerekből is
» független elemek, ahol az erőforrásokat a virtuális gép menedzser kezeli
» több különböző alkalmazás futtatása egyidőben
» dedikált kis késleltetésű és nagysebességű hálózat
2018.tavasz 15
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Cisco Global Cloud Networking Survey
» 2012-ben készült
» alkalmazások és szolgáltatások » email és web szolgáltatások
» virtuális desktop
» kollaborációs eszközök
» tárolás
» a felhőbe migrálás egyre elfogadottabb
» költségmegtakarítás
» rugalmasság
» kevesebb üzemeltetési feladat
2018.tavasz 16
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Szerepek
» Felhő szolgáltató (Cloud Service Provider – CSP)
» Felhő végfelhasználó (user, tenant, consumer)
» Felhő (hálózat) tervező/mérnök/architect
» Felhő alkalmazás tervező/mérnök/architect
» Felhő adminisztrátor, operátor
2018.tavasz 17
Forrás: https://jaymanalotoibm.wordpress.com/2013/11/03/delivering-ibm-tririga-from-the-cloud/
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Szerepek és felelősségek
2018.tavasz 18
Forrás: https://www.simple-talk.com/cloud/cloud-development/a-comprehensive-introduction-to-cloud-computing/
Private Cloud
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
IaaS
» „Hardware” as a Service
» Menedzselt környezet meglévő alkalmazások, szolgáltatások számára
» Elemei » szerver (fizikai vagy virtuális) – számítási kapacitás
» háttértár (storage)
» hálózat + hálózati eszközök: tűzfal, terheléselosztó, stb. network architect
» szolgáltatók: pl. Amazon EC2, S3; Rackspace; Microsoft Azure; Google Compute Engine
2018.tavasz 19
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
PaaS
» szolgáltatásai » „solution stack”: fejlesztői és futtatási környezet
» OS, fejlesztői környezet, adatbázis, webszerver, alkalmazás szerver, stb. egyben
» elérés API felületen keresztül
» alkalmazás fejlesztők számára » teljes fejlesztési ciklus: forráskód kezelés, fordítás, tesztelés,
stb.
» IaaS-re épülve
» szolgáltatók: pl. Microsof Azure PaaS, Google App Engine, OpenShift, Cloud Foundry
» általában nem hordozható különböző PaaS szolgáltatók között
2018.tavasz 20
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
SaaS
» Alkalmazások szolgáltatásként » kész megoldás, termék
» jellemzően üzleti alkalmazások
» e-mail, naptár, CRM, office csomag, dokumentum kezelés, projekt menedzsment, help-desk, stb.
» szoftver licenszelési modell, előfizetési díj
» A hardver és szoftver karbantartása a SaaS szolgáltató feladata
» Kevéssé testreszabható
2018.tavasz 21
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
*aaS
» Általánosítás » Network as a Service
» hálózati szolgáltatás, pl. Content Delivery Network
» Data as a Service » hozzáférés és analitika adatokhoz
» Communication as a Service » VoIP, IM, videokonferencia külső szolgáltató által menedzselt
HW-en és SW-en, pl. távoli PBX
2018.tavasz 22
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Publikus és privát felhők
» Publikus » osztott infrastuktúra, bárki hozzáférhet
» a szolgáltató tulajdonában lévő eszközökön
» látszólagosan korlátlan erőforrás
» Internethez kapcsolva
» Privát
» dedikált egy szervezet, vállalat számára
» dedikált tulajdonú eszközökön
» rugalmas, de véges erőforrás
» nem feltétlenül kapcsolódik az Internethez
2018.tavasz 23
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Gyártók és szolgáltatók
2018.tavasz 24
Forrás: Gravitant, Inc from Cloud Technology Spectrum
(http://blog.gravitant.com/2012/07/27/cloud-technology-spectrum/)
Továbbiak: http://www.clouds360.com
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Bursting
» Cloudbursting » ha a saját infrastruktúra túlterhelt, akkor használ felhő
erőforrásokat
» a kritikus feladatok a saját adatközpontban maradnak
» Bursting in the cloud » automatizált adatközpont
» az eszközök igény szerinti vezérlése és menedzsmentje
» koordináció
2018.tavasz 25
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Szabványosítási szervezetek
» National Institute of Standards and Technology (NIST)
» Cloud Standards Customer Council
» Distributed Management Task Force (DMTF)
» Global Inter-Cloud Technology Forum (GICTF)
» Open Grid Forum (OGF) » Open Cloud Computing Interface (OCCI) Working Group
» Open Cloud Consortium (OCC)
» The European Telecommunications Standards Institute (ETSI) » TC CLOUD
» International Telecommunication Union (ITU)
Forrás: http://cloud-standards.org/wiki/
2018.tavasz 26
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Előrejelzések
» Cisco Global Cloud Index: Forecast and Methodology, 2013–2018 » Cloud Data Center Traffic
Growth
» exa: 1018 , zetta: 1021
» Global Data Center Traffic by
Destination
» Public vs. Private Cloud Growth
2018.tavasz 27
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Felhő piac növekedése
2018.tavasz 28
Source: International Data Group, Inc.,
Cloud Computing Survey, 2016
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Inter-cloud
» Cloud of clouds
» Global Inter-Cloud Technology Forum (GICTF) » 2009. Japán
» „…standardization of network protocols and the interfaces through which cloud systems interwork with each other…”
» Cisco Intercloud (Fabric) » globálisan összekapcsolt felhők (hibrid) platfromja
» OpenStackre épül (lock-in elkerülése)
» 2014. március: a következő két évben 1 milliárd dollárt invesztál a felhő üzletágába
» 2015. 60 partner több, mint 350 adatközpont 50 országban
» 2017. ápr: End-of-Life, javasolt alternatíva: Cisco CloudCenter
2018.tavasz 29
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
A felhő jövője?
» ”…combination of cloud based software products and on premises compute to create a hybrid IT solution that balances the scalability and flexibility associated with cloud and the security and control of a private data center.” Michael Corrado, World Wide Marketing Manager with Hewlett Packard Enterprise
» multi-cloud
» serverless, Function as a Service
» Cloud to the Edge
2018.tavasz 30
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Mire fókuszálunk?
» IaaS » OpenStack
» Hálózat » nélküle nincs felhő
2018.tavasz 31